Comment fonctionnent les laboratoires de voitures électriques

Gracieuseté de Nissan USA

Le réchauffement climatique, la dépendance vis-à-vis du pétrole étranger et le prix élevé de l'essence poussent les gens à réfléchir à des carburants alternatifs pour les voitures du futur. Bien qu'il existe de nombreux nouveaux carburants potentiels, l'un des plus recherchés - et des plus prometteurs - est l'électricité simple..

Les constructeurs automobiles ont déjà commencé à expérimenter les véhicules électriques. Véhicules électriques se composent de trois parties de base: le batteries, qui sont la source d'alimentation de la voiture; les moteur, qui convertit la puissance en énergie utilisable qui peut faire tourner les roues; et le manette, qui fonctionne comme un gros variateur pour réguler l'électricité.

Pour faire le plein d'un véhicule électrique (VE), vous n'avez besoin que d'une prise électrique. Toute prise domestique standard fera l'affaire, mais une prise avec une tension plus élevée fera le travail plus rapidement. Certaines villes, comme Portland, Oregon, installent des unités de charge en bordure de rue afin que les véhicules électriques actuels et futurs puissent recharger leurs batteries eux-mêmes pendant que leurs propriétaires travaillent ou font des courses..

-Les véhicules électriques disponibles aujourd'hui ne peuvent pas encore remplacer toutes les voitures et camions à essence sur la route. Les vitesses des VE sont généralement faibles, environ 35 miles par heure (56 kilomètres par heure). La plupart des véhicules électriques peuvent parcourir environ 64 kilomètres par charge, soit à peu près la même distance que la moyenne quotidienne américaine. Les voitures peuvent se recharger pendant la nuit dans une prise ordinaire ou en quelques heures dans une prise à haute tension. Ils ont également zéro émission.

La plupart des progrès réalisés dans les véhicules électriques concernent la technologie et la conception des batteries. Les batteries au plomb-acide ont été utilisées pendant des décennies - même au début des années 1990, lorsque les véhicules électriques sont devenus populaires pour la première fois. Cependant, les batteries au plomb n'amènent pas les gens aussi loin que nous le souhaiterions, ou aussi rapidement. Lisez la suite pour savoir où et comment les laboratoires travaillent pour améliorer les véhicules électriques pour les consommateurs modernes.

Contenu

1. Laboratoires EV universitaires
2. Fabricant EV Labs
3. Laboratoires EV expérimentaux

Comme l'indique clairement ce compteur de vitesse de la Nissan Altima EV, les véhicules électriques n'ont pas besoin de beaucoup d'essence pour fonctionner efficacement. Kristen Hall-Geisler

S'il y a des recherches à faire et des percées à faire, il est logique que cela se produise dans un laboratoire universitaire. Plusieurs universités ont des laboratoires de batteries et de véhicules électriques, mais nous en examinerons deux qui illustrent ce qui se fait dans les écoles du monde entier..

Université du Massachusetts à Lowell

Université du Massachusetts à Lowell

Sur le campus Lowell de l'Université du Massachusetts (UMass), des professeurs de génie mécanique et électrique travaillent avec des étudiants du Center for Electric Car and Energy Conversion (EC&EC). Le centre comprend cinq laboratoires: le laboratoire d'énergie renouvelable, le laboratoire de voitures électriques, le laboratoire d'évaluation des batteries, le laboratoire d'électronique de puissance et le laboratoire de recherche sur les matériaux composites et les textiles avancés..

L'EC&EC à UMass-Lowell couvre de nombreux sujets dans ces cinq laboratoires, de l'énergie utilisée dans les batteries à la résistance aux chocs des nouvelles conceptions de voitures, mais le centre met un accent particulier sur les énergies renouvelables. Pour qu'un VE soit un véritable véhicule zéro émission, la source d'énergie qui recharge les batteries doit également être propre. Cela a conduit le centre à concevoir des cellules photovoltaïques améliorées pour les panneaux solaires et des moyens plus efficaces de convertir l'énergie éolienne en électricité. Les résultats de ce travail sont des produits qui peuvent être utilisés dans l'industrie de l'énergie propre et des étudiants qui ont le savoir-faire technique pour travailler et innover dans le domaine des VE une fois diplômés..

Université de Californie à Davis

Université de Californie à Davis

Les ingénieurs du centre de recherche sur les véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV) de Davis, en Californie, travaillent sur des véhicules électriques à autonomie étendue. (Rappelez-vous que la plupart des véhicules électriques standard n'ont qu'une autonomie d'environ 64 km par charge.) Le programme fonctionne sous l'égide de l'Université de Californie à l'Institut d'études sur les transports de Davis, qui concentre ses recherches sur le côté consommateur des PHEV. Ces voitures sont un peu différentes des véhicules purement électriques en ce qu'elles ont un petit moteur à essence supplémentaire, mais elles peuvent toujours recharger leurs batteries avec une prise murale standard..

L'un des projets du centre de recherche PHEV a évalué de nouveaux instruments à l'intérieur du tableau de bord de la voiture qui pourraient fournir aux conducteurs des informations en temps réel sur la consommation d'énergie, les émissions de CO2, etc. Les ingénieurs du centre ont également travaillé à améliorer les technologies de charge et à évaluer les nouvelles technologies de batterie, en particulier les dernières cellules lithium-ion. Ils ont également travaillé pour établir les coûts du cycle de vie des PHEV, y compris les dépenses de fabrication, d'entretien et d'émissions..

Poursuivez votre lecture pour découvrir ce que les constructeurs automobiles font dans leurs laboratoires pour proposer ces technologies EV au consommateur.

Si GM peut tenir sa promesse, la Chevy Volt pourrait apporter des voitures électriques aux masses d'ici 2010. Kristen Hall-Geisler

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Alors que les universités examinent les véhicules électriques à la recherche de problèmes potentiels, y compris des problèmes de sources d'énergie, de batteries et de coûts de durée de vie, les constructeurs automobiles recherchent également la technologie EV pour construire et vendre efficacement ces voitures aux conducteurs de tous les jours..

Avant qu'un véhicule électrique puisse être présenté au public, il doit être entièrement testé en laboratoire et sur la piste. Les batteries doivent être fiables et sûres, la voiture doit fonctionner selon les normes des consommateurs et des fabricants, et tout doit être livré à un prix raisonnable. C'est un défi de taille, mais presque tous les grands fabricants y travaillent dans leurs laboratoires. En fait, vous avez peut-être entendu parler du processus de création de la Chevrolet Volt, un véhicule électrique à autonomie étendue (E-REV). GM a investi toute sa puissance d'ingénierie, de conception et de marketing dans cette voiture depuis son introduction en tant que concept-car au Salon de l'auto de Detroit 2007..

La plupart des voitures concept qui attirent l'attention lors des salons automobiles ne peuvent pas être conduites, et peu d'entre elles arrivent en production. Cependant, GM a promis de livrer la Chevy Volt d'ici 2010, ce qui a transformé ses laboratoires en surmultiplication. Tout d'abord, ils ont dû concevoir un groupe motopropulseur sûr et utilisable. La Volt sera alimentée par des batteries lithium-ion et aura un petit moteur à essence (ou un moteur E85 construit pour un mélange éthanol-essence) qui se mettra en marche pour recharger les batteries après environ 64 kilomètres de tout électrique. conduite.

Parfois, même lorsque l'entreprise est grande et que le produit est important, il est plus facile, plus rapide et moins coûteux d'externaliser la recherche et le développement de produits que de réinventer la roue dans votre propre laboratoire. À titre d'exemple, GM a décidé de se procurer les batteries de la Volt auprès d'une autre entreprise. Après des mois de recherche, la société a opté pour les batteries lithium-ion de LG.

D'autres entreprises souhaitent simplement contrôler autant de pièces que possible et sont prêtes à investir dans les laboratoires nécessaires à leur création. Nissan n'est qu'un constructeur automobile qui possède son propre laboratoire de batteries sur place au Japon, qui recherche actuellement des sources d'énergie pour ses futurs véhicules électriques et hybrides électriques. Les ingénieurs travaillent avec des versions prototypes plus petites des batteries de voiture au lithium-ion pleine grandeur pour déterminer leur capacité à stocker de l'énergie. Ils utilisent ces petits prototypes pour évaluer la sécurité de divers matériaux utilisés pour créer les réactions électriques qui alimentent la voiture..

Cependant, tous les travaux innovants sur les véhicules électriques ne sont pas réalisés dans de grandes universités ou dans des laboratoires d'entreprise. Ensuite, nous parlerons de quelques-unes des petites entreprises et des passionnés d'aventure qui expérimentent dans des laboratoires et des garages..

À l'intérieur du véhicule électrique Chevrolet Volt. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted répare les moteurs de chariots élévateurs électriques pour gagner sa vie dans son atelier de Redmond, Oregon. Tout en effectuant ses rondes de réparation, il a rencontré John Wayland, qui, dans ses temps libres, faisait des courses de dragsters sur un Datsun converti en électricité. Wayland a montré à Husted les deux moteurs de chariot élévateur modifiés entassés sous le capot de sa voiture de course, White Zombie.

Husted pensait qu'il pouvait faire mieux, alors il retourna dans son atelier et tripota les moteurs jusqu'à ce qu'il trouve une solution au problème des deux moteurs de Wayland. Il a apporté quelques modifications à l'équipement et couplé les deux moteurs ensemble bout à bout. Les moteurs pesaient maintenant 25 livres (11 kg) de moins et étaient 7 pouces (18 centimètres) plus courts, ce qui s'est ajouté à des temps de piste plus rapides pour Wayland. Le véhicule à deux moteurs qui en a résulté a été peint en violet et surnommé le Siamois 8.

Depuis, Husted expérimente dans sa boutique. Il a produit des moteurs pour la moto électrique record de KillaCycle et a restauré un moteur électrique de 1910 pour un projet de voiture sans chevaux centenaire d'un autre passionné de VE [source: Hi-Torque Electric].

Parfois, l'ingéniosité d'un entrepreneur et du laboratoire universitaire se conjugue pour créer une technologie utile. A123Systems, dont les batteries lithium-ion ont alimenté des temps de traînée record pour White Zombie et KillaCycle, a utilisé des nanotechnologies développées au Massachusetts Institute of Technology pour créer ses batteries. A123Systems possède l'une des plus grandes équipes de recherche et développement lithium-ion aux États-Unis.En utilisant les matériaux nanométriques du Massachusetts Institute of Technology dans leurs propres laboratoires, les équipes de recherche et développement ont développé une batterie capable de résister aux abus du monde réel pendant plus de 10 ans et utilisent toujours une technologie respectueuse de l'environnement.

Il faudra beaucoup de temps avant que les voitures à essence ne quittent définitivement nos rues, mais les laboratoires à tous les niveaux s'efforcent d'offrir aux consommateurs des transports électriques sûrs, fiables, rapides et amusants. Grâce aux innovations nées dans ces laboratoires, votre prochaine voiture peut être alimentée par les panneaux solaires de votre toit.

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Plus de liens intéressants

• A123Systems
• Site officiel de Chevy Volt
• Association nationale des courses de dragsters électriques
• Université de Californie à Davis - Centre de recherche sur les véhicules électriques hybrides rechargeables
• Université du Massachusetts à Lowell - Center for Electric Car and Energy Conversion

Sources

• A132Systems.com. (Consulté le 26 février 2009) http://www.a123systems.com/
• Centre pour la voiture électrique et la conversion d'énergie (EC&EC). Université du Massachusetts à Lowell. (Consulté le 18 février 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. "Chevy Volt: L'avenir est électrisant." (Consulté le 26 février 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Consulté le 18 février 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. "Nissan montre l'intérieur du laboratoire de batteries de voitures électriques." Tech-On. (Consulté le 18 février 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Bousculé, Jim. Électrique Hi-Torque. (Consulté le 18 février 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todd. "Preview: 2011 Chevy Volt Electric." GreenCar.com. 22 septembre 2008. (Consulté le 26 février 2009) http://www.greencar.com/articles/preview-2011-chevy-volt-electric.php
• Centre de recherche sur les véhicules hybrides rechargeables. Université de Californie à Davis. (Consulté le 18 février 2009) http://phev.ucdavis.edu/